一种餐厨垃圾生物降解废气处理及余热回收一体化装置

技术领域

本发明涉及餐饮垃圾处理设备，具体涉及一种餐厨垃圾生物降解废气处理及余热回收一体化装置。

背景技术

有机垃圾又称湿垃圾，是指生活垃圾中含有有机物成分的废弃物。在日常生活中，主要的有机垃圾为餐厨垃圾，餐厨垃圾是居民在生活消费过程中形成的有机废弃物，主要指果皮、菜皮叶、剩饭菜、菜皮等。不经处理而直接排放到自然界，极易腐烂变质，散发恶臭，传播细菌和病毒。在我国，大部分垃圾采用填埋处理，但是填埋的垃圾难以进行无害化处理，潜伏着极大隐患，会造成地下水的严重污染，且占用大量土地资源；而垃圾焚烧处理，投资巨大，且会产生不易防治的“二噁英”等有害烟气，造成二次污染，很多地区和民众拒绝接受，难以推广。基于此，有机垃圾生物降解设备的研发，对餐厨垃圾进行有效降解和综合处理，实现其减量化和资源化利用将具有十分重要的意义。

目前，微生物降解技术已经是处理餐厨垃圾较好的方式，主要是在发酵室上开设进料口以及出料口，通过搅拌机构对发酵室中的餐厨垃圾进行搅拌发酵，进行生物降解。由于餐厨垃圾在降解的过程中会产生废气，上述餐厨垃圾回收装置中并没有设置处理废气的装置，将废气直接排放至大气中，对环境造成了污染，并对周边居民的生活带来严重影响。为了解决上述问题，例如申请公布号为CN107569988A的发明专利申请公开了一种用于餐厨垃圾废气净化的装置，包括集气罩、排气筒、引风机、水循环喷淋装置、干燥装置、协同催化反应装置和供电装置；本申请的装置先通过集气罩将餐厨生物降解过程中不断产生的废气收集进入水循环喷淋装置，在水的喷淋下，废气与水混合接触，一方面可以除去废气中的颗粒物，另一方面，可吸收废气中易于溶解水中的废气成分，然后，废气再经干燥处理后进入协同放电反应器内。本申请具有有效去除餐厨垃圾产生的废气，通过水喷淋的吸收与除尘作用，高压电晕放电协同催化降解废气，减少废气对周边环境和居民生活的不利影响。但是上述装置还存在以下不足：

1、餐厨垃圾经过生物降解后的产生废气通过集气罩向喷淋筒底部输送，经过水的喷淋后，从喷淋筒上部将净化的废气输送至干燥装置中，由于喷淋过程会阻挡废气输送，造成废气发生逆流，从而造成废气输送的风阻较大，不利于废气的排放。

2、上述装置中整体结构复杂，集气罩与水循环喷淋装置、水循环喷淋装置与干燥装置以及干燥装置与协同催化反应装置之间均通过管道进行废气输送，管道输送距离长，造成废气排放的输送行程远，能耗高，净化效率低。

3、为了提高降解效率，餐厨垃圾分解过程中需要对发酵室进行加热到一定温度，因此，排出的废气中带有余热，由于没有进行热量回收，导致热量浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种餐厨垃圾生物降解废气处理及余热回收一体化装置，该装置结构简单，废气在净化过程中风阻较小，废气排放行程短，不仅有利于废气输送与排放，还能有效降低能耗，提高净化效率；另外，本发明的装置能够将废气的热量进行回收利用，减少了能量浪费。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种餐厨垃圾生物降解废气处理及余热回收一体化装置，包括废气进气口、新风进气口、回气口、喷淋净化装置、余热回收装置以及排气装置，其中，

所述喷淋净化装置包括喷淋箱以及设置在喷淋箱顶部的喷淋机构；

所述余热回收装置包括至少一条废气输送通道以及至少一条新风输送通道，所述废气输送通道与新风输送通道相互连接形成层叠式结构；所述废气进气口与喷淋箱的侧面连通；所述废气输送通道的一端与喷淋箱另一个侧面连通，该废气输送通道的另一端与所述排气装置连通；所述新风输送通道的一端与所述新风进气口连通，另一端与所述回气口连通。

上述餐厨垃圾生物降解废气处理及余热回收一体化装置的工作原理是：

餐厨垃圾在发酵室发酵后，产生的废气从废气进气口中进入喷淋箱，然后经过喷淋机构对废气进行喷淋净化，喷淋净化后的废气从喷淋箱中进入废气输送通道中，最后经排气装置排放至大气中；与此同时，大气中的新鲜空气会从新风进气口进入新风输送通道中，由于废气输送通道与新风输送通道之间为层叠式结构，废气输送通道与新风输送通道进行热交换，即废气输送通道中输送高温的废气会将热量传递到新风输送通道中的新鲜空气中，使得新风输送通道中的气体温度上升，经过热交换后，新风输送通道中的新鲜空气会从回气口中进入发酵室中，同时也将废气中的热量送回至发酵室中，在大气压强的作用下，废气不断从废气进气口排出时，新鲜的空气会从回气口不断进入发酵室，形成气体循环流动，使得废气输送通道中的高温废气与新风输送通道中的低温空气不断地进行热交换，完成废气排放与余热回收。

本发明的一个优选方案，其中，所述余热回收装置还包括设置在所述喷淋箱侧面的箱体，所述箱体内部水平设有若干个隔板，若干个隔板沿着竖直方向排列，所述隔板将所述箱体分隔成多个水平空间，该水平空间构成上述的废气输送通道与新风输送通道。上述机构中，通过在喷淋箱的侧面设置箱体以及在箱体上设置隔板，一方面使得新风输送通道与废气输送通道的横截面为矩形，从而使得整个余热回收装置变得更加紧凑，还能提高废气与新鲜空气输送的流量以及降低流阻，另一方面，隔板将所述箱体分隔成多个水平空间，该水平空间构成上述的废气输送通道与新风输送通道，使得废气输送通道与新风输送通道之间的接触面积更大，能够充分实现废气与新鲜空气的热量交换，提高热交换效率；此外，通过在箱体内设置隔板的方式形成废气输送通道与新风输送通道，结构简单，制造成本低，装配方便。

进一步地，所述箱体的侧面在与每条废气输送通道对应的位置处均设有废气口，该废气口将所述废气输送通道与所述喷淋箱连通。采用上述结构，可以实现喷淋箱与箱体之间直接通过废气口连通，便于喷淋箱中的废气从废气口中向废气输送通道输送，与现有技术相比，减少了管道配置，缩短了废气输送距离，不仅提高了废气输送效率，而且还降低了生产成本。

优选地，所述喷淋机构为循环喷淋机构，包括设置在喷淋箱顶部的水泵、设置在喷淋箱内部的用于喷水的喷淋管以及设置在喷淋箱侧面的进水管；其中，所述进水管的一端与所述喷淋箱的底部连通，另一端与所述水泵的输入端连通；所述喷淋管的入口与所述水泵的输出端连通。采用上述机构，通过水泵将喷淋箱底部的喷淋水泵送至喷淋管，喷淋管由上而下对废气进行喷淋净化，喷淋水又重新汇集在喷淋箱的底部，实现循环喷淋净化的作用，节省水资源。

进一步地，所述喷淋净化装置还包括设置在喷淋管下方的筛板，其好处在于，通过设置筛板，喷淋管喷出的喷淋水经过筛板时，一方面使得喷淋水变得更加均匀的落入喷淋箱的底部，使得喷淋范围更加大，提高了喷淋净化效果；另一方面可以起到过滤作用，将喷淋水中的杂质过滤在筛板上，进一步提高喷淋净化效果。

优选地，所述喷淋箱内部设有多个用于消毒杀菌的UV灯，通过设置多个UV灯，实现了对废气进行杀菌消毒的作用。

优选地，所述排气装置包括设置在箱体顶部的风机以及排气管，其中，所述风机的输入端与所述废气输送通道连通，输出端与所述排气管的底部连通。通过设置风机，可以将废气输送通道中的废气进行抽离，然后通过排气管排放至大气中。

优选地，所述箱体在靠近所述排气装置的一端上设有内腔，其中，所述废气输送通道与所述内腔连通，所述排气装置与所述内腔连通。通过设置内腔，多条废气输送通道中的废气在内腔进行汇聚后，在经过排气装置排出大气，使得整体结构变得更加紧凑，简单。

进一步地，所述内腔中设有多个用于加热的加热管，其目的在于，经过喷淋净化的废气含有大量的水蒸汽，通过加热管加热，使得内腔中的温度上升，使得废气中的水蒸汽迅速汽化，起到了干燥废气的作用，避免了废气中的水分凝结在内腔的内壁以及排气管上，从而更加有利于废气的排出。

优选地，所述废气进气口与所述喷淋箱之间通过进气管连通，其中，所述进气管的横截面为矩形，该进气管的侧面与所述喷淋箱的侧面连通。通过设置上述结构，发酵室中的废气从废气进气口进入进气管，然后通过进气管的侧面直接进入喷淋箱，不仅使得结构变得更加简单紧凑，还能缩短废气输送距离，提高废气输送效率。

优选地，所述回气口与所述箱体之间设有回气管，其中，所述回气管的横截面为矩形，该回气管的底部与回气口连通，侧面与所述新风输送通道连通。通过设置上述结构，一方面使得结构更加紧凑，另一方面也便于将所有新风输送通道中的新风通过回气管汇聚送入发酵室中。

进一步地，所述新风进气口对称设置在箱体的两侧，所述新风输送通道的端部与内腔之间通过第一密封板进行密封，其目的在于，防止新风输送通道与内腔连通，从而防止废气与新鲜空气的混流。

进一步地，所述废气输送通道与所述回气管之间通过第二密封板进行密封，其目的在于，防止废气输送通道与回气管连通，从而防止废气与新鲜空气的混流。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明中的餐厨垃圾生物降解废气处理及余热回收一体化装置，由于废气从喷淋箱侧面流入，经过喷淋净化后，由喷淋箱另一侧面流出至废气输送通道，最后通过排气装置将废气排出，废气在净化过程中不会发生逆流现象，废气输送风阻小，有利于废气的输送与排放，提高了净化效率；另外，本发明中废气排放拐向较少，能够进一步有利于废气的排放。

2、本发明中的餐厨垃圾生物降解废气处理及余热回收一体化装置，通过设置余热回收装置，废气输送通道中的废气与新风输送通道中的新鲜空气进行热量交换，使得废气中的热量传递到新鲜空气中，最后将新鲜空气送入发酵室，从而将废气的热量带回了发酵室，实现了废气的余热回收，减少了能量浪费。

3、本发明中的餐厨垃圾生物降解废气处理及余热回收一体化装置，废气输送通道与新风输送通道相互连接形成层叠式结构，使得废气输送通道与新风输送通道之间的接触面积更大，能够充分实现废气与新鲜空气的热量交换，提高热交换效率。

附图说明

图1-图4为本发明中的一种餐厨垃圾生物降解废气处理及余热回收一体化装置的一种具体实施方式的结构示意图，其中，图1为立体图，图2为另一个视角方向的立体图，图3为第三个视角方向的立体图，图4为俯视图。

图5为图4中沿着A-A方向的剖视图。

图6-图8为本发明中的喷淋净化装置(隐藏喷淋箱的顶部部分)的结构示意图，其中，图6为立体图，图7为另一个视角方向的立体图，图8为右视图。

图9-图10为本发明中的余热回收装置(隐藏箱体的顶部部分)的结构示意图，其中，图9为立体图，图10为另一个视角方向的立体图。

图11为本发明中的余热回收装置(隐藏箱体的顶部部分以及第二密封板)的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

参见图1-图3，本实施例公开一种餐厨垃圾生物降解废气处理及余热回收一体化装置，包括机架1、废气进气口2、新风进气口3、回气口4、喷淋净化装置5、余热回收装置6以及排气装置7。

参见图1-图3和图6-图8，所述喷淋净化装置5包括安装在所述机架1上的喷淋箱5-1以及设置在喷淋箱5-1顶部的喷淋机构；其中，所述喷淋机构为循环喷淋机构，包括设置在喷淋箱5-1顶部的水泵5-2、设置在喷淋箱5-1内部的用于喷水的喷淋管5-3以及设置在喷淋箱5-1侧面的进水管5-4；其中，所述水泵5-2固定安装在机架1上，所述进水管5-4的一端与所述喷淋箱5-1的底部连通，另一端与所述水泵5-2的输入端连通；所述喷淋管5-3的入口与所述水泵5-2的输出端连通，该喷淋管5-3由两条支管构成，该支管上设有多个沿其轴线排列的喷孔。采用上述机构，通过水泵5-2将喷淋箱5-1底部的喷淋水泵5-2送至喷淋管5-3，喷淋管5-3由上而下对废气进行喷淋净化，喷淋水又重新汇集在喷淋箱5-1的底部，实现循环喷淋净化的作用，节省水资源。

参见图1-图5，所述余热回收装置6包括3条废气输送通道以及至3条新风输送通道，3条废气输送通道与3条新风输送通道上下分层且相互连接形成层叠式结构；所述废气进气口2与喷淋箱5-1的侧面连通；所述废气输送通道的一端与喷淋箱5-1另一个侧面连通，该废气输送通道的另一端与所述排气装置7连通；所述新风输送通道的一端与所述新风进气口3连通，另一端与所述回气口4连通。

本实施例中的餐厨垃圾生物降解废气处理及余热回收一体化装置，由于废气从喷淋箱5-1侧面流入，经过喷淋净化后，由喷淋箱5-1另一侧面流出至废气输送通道，最后通过排气装置7将废气排出，废气在净化过程中不会发生逆流现象，分废气输送风阻小，有利于废气的输送与排放，提高了净化效率。通过设置余热回收装置6，废气输送通道中的废气与新风输送通道中的新鲜空气进行热量交换，使得废气中的热量传递到新鲜空气中，最后将新鲜空气送入发酵室，从而将废气的热量带回了发酵室，实现了废气的余热回收，减少了能量浪费。

参见图4-图5和图9-图11，所述余热回收装置6还包括设置在所述喷淋箱5-1侧面的箱体6-1，3条废气输送通道分别为第一废气输送通道6-2、第二废气输送通道6-3以及第三废气输送通道6-4；3条新风输送通道分别为第一新风输送通道6-5、第二新风输送通道6-6以及第三新风输送通道6-7；所述箱体6-1内水平设置有5块隔板，5块隔板沿着竖直方向排列，由上到下依次分为第一隔板6-8、第二隔板6-9、第三隔板6-10、第四隔板6-11以及第五隔板6-12，5块隔板将所述箱体6-1分隔成6个水平空间，其中，所述第一隔板6-8与箱体6-1顶部之间的水平空间构成上述第一新风输送通道6-5，所述第一隔板6-8与所述第二隔板6-9之间的水平空间构成上述第一废气输送通道6-2，所述第二隔板6-9与第三隔板6-10之间的水平空间构成上述第二新风输送通道6-6，所述第三隔板6-10与第四隔板6-11之间的水平空间构成上述第二废气输送通道6-3，所述第四隔板6-11与第五隔板6-12之间的水平空间构成上述第三新风输送通道6-7，所述第五隔板6-12与所述箱体6-1底部之间的水平空间构成上述第三废气输送通道6-4。上述机构中，通过在喷淋箱5-1的侧面设置箱体6-1以及在箱体6-1上设置隔板，一方面使得新风输送通道与废气输送通道的横截面为矩形，从而使得整个余热回收装置6变得更加紧凑，还能提高废气与新鲜空气输送的流量以及降低流阻，另一方面，隔板将所述箱体6-1分隔成多个水平空间，该水平空间构成上述的废气输送通道与新风输送通道，使得废气输送通道与新风输送通道之间的接触面积更大，能够充分实现废气与新鲜空气的热量交换，提高热交换效率；此外，通过在箱体内设置隔板的方式形成废气输送通道与新风输送通道，结构简单，制造成本低，装配方便。

参见图4-图5和图9-图11，所述箱体6-1的侧面在与每条废气输送通道对应的位置处均设有废气口6-13，该废气口6-13将所述废气输送通道与所述喷淋箱5-1连通。采用上述结构，可以实现喷淋箱5-1与箱体6-1之间直接通过废气口6-13连通，便于喷淋箱5-1中的废气从废气口6-13中向废气输送通道输送，与现有技术相比，减少了管道配置，缩短了废气输送距离，不仅提高了废气输送效率，而且还降低了生产成本。

参见图6-图8，所述喷淋净化装置5还包括设置在喷淋管5-3下方的筛板5-5，该筛板5-5固定在喷淋箱5-1的内壁，其好处在于，通过设置筛板5-5，喷淋管5-3喷出的喷淋水经过筛板5-5时，一方面使得喷淋水变得更加均匀的落入喷淋箱5-1的底部，使得喷淋范围更加大，提高了喷淋净化效果；另一方面可以起到过滤作用，将喷淋水中的杂质过滤在筛板5-5上，进一步提高喷淋净化效果。

参见图6-图8，所述喷淋箱5-1内部设有多个用于消毒杀菌的UV灯5-6，通过设置多个UV灯5-6，实现了对废气进行杀菌消毒的作用。

参见图2和图5，所述排气装置7包括设置在箱体6-1上的风机7-1以及排气管7-2，其中，所述风机7-1固定安装在所述机架1上，该风机7-1的输入端与所述废气输送通道连通，输出端与所述排气管7-2的底部连通。通过设置风机7-1，可以将废气输送通道中的废气进行抽离，然后通过排气管7-2排放至大气中。

参见图4-图5和图9-图11，所述箱体6-1在靠近所述排气装置7的一端上设有内腔6-14，其中，所述废气输送通道与所述内腔6-14连通，所述排气装置7的风机7-1与所述内腔6-14的顶部连通。通过设置内腔6-14，多条废气输送通道中的废气在内腔6-14进行汇聚后，在经过排气装置7排出大气，使得整体结构变得更加紧凑，简单。

参见图4-图5和图9-图11，所述内腔6-14中设有多个用于加热的加热管8，其目的在于，经过喷淋净化的废气含有大量的水蒸汽，通过加热管8加热，使得内腔6-14中的温度上升，使得废气中的水蒸汽迅速汽化，起到了干燥废气的作用，避免了废气中的水分凝结在内腔6-14的内壁以及排气管7-2上，从而更加有利于废气的排出。

参见图4-图5和图9-图11，所述箱体6-1底部设有排污管9，该排污管9其中一端与所述内腔6-14连通，所述排污管9的上还设有开关阀10。通过设置排污管9，便于对内腔6-14中形成的污水进行排放，起到清洁内腔6-14的作用。

参见参见图5和图9-图11，所述新风进气口3对称设置在箱体6-1的两侧，所述新风输送通道的端部与内腔6-14之间通过第一密封板6-15进行密封，其目的在于，防止新风输送通道与内腔6-14连通，从而防止废气与新鲜空气的混流。

参见图1-图3和图6-图8，所述废气进气口2与所述喷淋箱5-1之间通过进气管11连通，其中，所述进气管11的横截面为矩形，该进气管11的侧面与所述喷淋箱5-1的侧面连通。通过设置上述结构，发酵室中的废气从废气进气口2进入进气管11，然后通过进气管11的侧面直接进入喷淋箱5-1，不仅使得结构变得更加简单紧凑，还能缩短废气输送距离，提高废气输送效率。

参见图1-图3和图5，所述回气口4与所述箱体6-1之间设有回气管12，其中，所述回气管12的横截面为矩形，该回气管12的底部与回气口4连通，侧面与所述新风输送通道连通。通过设置上述结构，一方面使得结构更加紧凑，另一方面也便于将所有新风输送通道中的新风通过回气管12汇聚送入发酵室中。

参见图5和图9-图11，所述废气输送通道与所述回气管12之间通过第二密封板6-16进行密封，其目的在于，防止废气输送通道与回气管12连通，从而防止废气与新鲜空气的混流。

参见图1-图3和图6-图8，上述餐厨垃圾生物降解废气处理及余热回收一体化装置的工作原理是：

餐厨垃圾在发酵室发酵后，产生的废气从废气进气口2中进入喷淋箱5-1，然后经过喷淋机构对废气进行喷淋净化，喷淋净化后的废气从喷淋箱5-1中进入废气输送通道中，最后经排气装置7排放至大气中；与此同时，大气中的新鲜空气会从新风进气口3进入新风输送通道中，由于废气输送通道与新风输送通道之间为层叠式结构，废气输送通道与新风输送通道进行热交换，即废气输送通道中输送高温的废气会将热量传递到新风输送通道中的新鲜空气中，使得新风输送通道中的气体温度上升，经过热交换后，新风输送通道中的新鲜空气会从回气口4中进入发酵室中，同时也将废气中的热量送回至发酵室中，在大气压强的作用下，废气不断从废气进气口2排出时，新鲜的空气会从回气口4不断进入发酵室，形成气体循环流动，使得废气输送通道中的高温废气与新风输送通道中的低温空气不断地进行热交换，完成废气排放与余热回收。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。